К де диэлектрик болады

1.1. Ярымөткизгишлердеги электронлар ҳәм геўеклер
Бөлек алынған атомның электронлары квант шәртлери менен анықланатуғын жүдә дәл анық энергетикалық ҳалларда жасайды. Атомларды группалап кристалл пайда еткенде бул энергетикалық аўҳаллардың дискрет шамалары бир-бирине жақын жайласқан көп ғана сандағы энергетикалық шамаларға бөлинеди, нәтийжеде энергетикалық зоналар пайда болады.
Ярымөткизгишлер ушын ең әҳмийетлиси абсалют ноль температурада толығы менен толған ең ақырғы зона болып, биз бул зонаны валентли зона деп, ал оннан кейинги рухсат етилген энергиялар зонасын өткизгишлик зона деп атаймыз. Усы еки зона ортасында қадаған етилген зона жайласып оның енин Е_g ҳәриплери менен белгилеймиз (бундағы g саңлақ дегенди аңлатады). Абсалют ноль температурада өткизгишлик зонасы пүтинлей бос болады.
Паули принципине муўапық ярымөткизгишликтиң әдеўир энергетикалық қәдди еки электрон менен толтырылған болып, толыў ең төменги энергетикалық қәддиден баслап барлық энергетикалық қәддилерди ислейди. Демек 0⁰ К белгили максимал энергияға шекемги қәддилер бәнт болады (валентли зонаның жоқары қәдди Е_в ) ҳәм оннан жоқары қәддилер бос қалады. Егерде ақырғы зонадағы барлық қәддилер бәнт болса, онда бундай денелер 0⁰ К де диэлектрик болады.
Металларда кейинги зона тек ғана ярымлай толған ямаса сонлықтанда электронлар электр майданының энергиясы есабынан буннан жоқары аўҳалларда ислеўи мүмкин, нәтийжеде электр тоғын өткизиўге қатнасады.
Ярымөткизгишлерде керисинше, 0⁰ К температурада электр майданы электронлардың қозғалысын тезлете алмайды, егер тезлеткенде электронлар қосымша кинетикалық энергия алыўы яғный жоқарғы энергиялық қәддини ислеў мумкин, бирақта бул мүмкин емес, себеби бул жағдайда зона толған болып жоқарғы қәддилер жоқ яғный электронлар электр майданының есабынан кинетикалық энергияны ала алмайды, сонлықтанда электрон электр майданында жылжый алмайды, демек электр өткизгишликке қатнаспайды.
Нормаль температурада жыллылық энергиясының тәсиринен гейпара электронлар қадаған етиў зонасы арқалы өткизгишлик зонасына өтетуғындай энергияға ийе болады. Нәтийжеде, бундай электронлар өткизгишлик зонасына өтип, еркин қозғалады ҳәм электр майданының тәсиринде электр тоғын пайда етеди. Усы уақытта валентли зонада-да еркин тесикшелер пайда болып ҳәм еркин қозғала отырып электр өткизгишликке қатнасады, себеби енди валентли зонадағы басқа электронлардың қозғалыўы ушын жетерли дәрежеде бос орын пайда болады.
Солай етип жылылық ионизациясы тәсиринен электрон тесикше жубы пайда болады, булар белгили тығызлықтағы ток тасыўшыларды дөретеди. Бул тығызлық пайда болған ҳәм жоқ болған еркин электронлардың ҳәм тесикшелердиң динамикалық теңсалмақлылғының жуумағы болады, себеби белили бир уақыттан кейин пайда болған тесикшелер ҳәм электронлар қайтадан рекомбинацияланады.
Ток тасыўшылардың пайда болыўы ярым өткзгишликтиң қадаған етиў зонасының ени ҳәм температура менен анықланады.
(1)
Еркин электронлар ҳәм тесикшелер пайда болыўы менен рекомбинация басланады, яғный ээлектронлар валентли зонаға қайтады ҳәм электрон- тесикше жубы жасаўын тоқтады. Рекомбинация R еркин электронлардың ҳәм еркин тесикшелердиң тығызлығына пропорциональ, демек
(2)
бунда рекомбинацияның амелге асыў итималлылығын көрсетеди. Жыллылық тең салмақлылығы ушын
(3)

.2. Ярым өткизгишлердеги электронлар ҳәм тесикшелердиң